JP6458709B2 - 電池パック - Google Patents

Description

この明細書における開示は、筐体内に収容された複数個の電池セルを有する電池パックに関する。

従来、筐体内の電池を冷却可能な電池パックとして、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載の電池パックは、送風機によって駆動された流体が筐体内を循環することにより電池を冷却することができる。

特開２０１５−４６３２１号公報

しかしながら、特許文献１の電池パックについて、真夏の車室内温度、日射量、地熱等の影響によって、筐体温度が電池温度よりも高くなる状況では、筐体内部の空気を通じて電池に熱が移動し、電池の冷却を妨げてしまうという問題がある。また、筐体周辺の空気温度が筐体温度よりも高い状況には、筐体周辺の空気の熱が筐体に熱移動しやすく、筐体内部の電池に影響を与えるという問題もある。このように、筐体温度によっては電池冷却を効率的に行えないことがある。

このような課題に鑑み、この明細書における開示の目的は、筐体温度が電池温度よりも高温である場合でも電池冷却を実施できる電池パックを提供することである。

この明細書における開示のもう一つの目的は、筐体周辺の空気温度が筐体温度よりも高い場合でも筐体内部への熱移動を抑制できる電池パックを提供することである。

この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。

開示された電池パックのひとつは、複数の電池（１２１）を備えて構成される電池集合体（１２０）と、電池集合体を収容する筐体（１１０）と、電池集合体を冷却する内部流体を駆動して筐体の内部に循環流を形成する内部流体駆動装置（１４０）と、筐体の外部に設けられて筐体に沿って外部流体が流れる外部流体通路（１７０）と、筐体と熱交換する外部流体を外部流体通路に流通させる外部流体駆動装置（１７２）と、電池の温度または電池の温度に近似する温度である電池関連温度を検出する電池温度検出装置（５０）と、筐体の温度または筐体の温度に近似する温度である筐体関連温度を検出する筐体温度検出装置（５１）と、内部流体駆動装置及び外部流体駆動装置のそれぞれの運転状態を制御する制御装置（１００）と、を備え、
制御装置は、筐体関連温度が電池関連温度よりも高い場合に内部流体駆動装置を、停止するまたは電池関連温度が筐体関連温度よりも高い場合の内部流体駆動装置の駆動出力よりも低減するように制御する。

この電池パックによれば、内部流体駆動装置を停止またはその駆動出力を抑制することにより、内部流体の流動を抑制することができる。これにより、内部流体と電池との熱交換量を抑制できるので、内部流体を介した筐体から電池への熱移動量を抑えることができる。したがって、何らかの原因により筐体の温度が高くなった場合でも、筐体の熱によって電池が加熱されてしまうことを回避して電池冷却を実施できる電池パックが得られる。

開示された電池パックのひとつは、複数の電池（１２１）を備えて構成される電池集合体（１２０）と、電池集合体を収容する筐体（１１０）と、電池集合体を冷却する内部流体を駆動して筐体の内部に循環流を形成する内部流体駆動装置（１４０）と、筐体の外部に設けられて筐体に沿って外部流体が流れる外部流体通路（１７０）と、筐体と熱交換する外部流体を外部流体通路に流通させる外部流体駆動装置（１７２）と、電池の温度または電池の温度に近似する温度である、電池関連温度を検出する電池温度検出装置（５０）と、筐体の温度または筐体の温度に近似する温度である、筐体関連温度を検出する筐体温度検出装置（５１）と、筐体の周囲の空気温度または外部流体駆動装置によって外部流体通路に導入する空気温度である、筐体周辺温度を検出する周辺温度検出装置（５２）と、内部流体駆動装置及び外部流体駆動装置のそれぞれの運転状態を制御する制御装置（１００）と、を備え、
制御装置は、筐体周辺温度が筐体関連温度よりも高い場合に外部流体駆動装置を、停止するまたは筐体関連温度が筐体周辺温度よりも高い場合の外部流体駆動装置の駆動出力よりも低減するように制御する。

この電池パックによれば、外部流体駆動装置を停止またはその駆動出力を抑制することにより、筐体に沿う外部流体の流動を抑制することができる。これにより、外部流体と筐体との熱交換量を抑制できるので、外部流体から筐体への熱移動量を抑えることができる。したがって、何らかの原因により筐体周辺の空気温度が筐体温度よりも高くなった場合でも、筐体が加熱されてしまうことを回避して筐体内部への熱の移動を抑制できる電池パックが得られる。

第１実施形態の電池パックの構成及び流体流れを示す平面図である。 図１のII−II断面における矢視図である。 図１のIII−III断面における矢視図である。 内部フィンを示す分解斜視図である。 外部フィンを示す斜視図である。 筐体内における内部フィンに関わる流体流れを示す斜視図である。 外部フィンの位置及び外部ダクト内の流体流れを示す斜視図である。 第１実施形態の電池パックにおける制御ブロック図である。 第１実施形態の電池パックが実施する電池冷却制御に関するフローチャートである。

（第１実施形態）
第１実施形態の電池パック１について、図１〜図９を参照しながら説明する。電池パック１は、例えば、電池に充電された電力によって駆動されるモータと、内燃機関とを走行駆動源とするハイブリッド自動車、モータを走行駆動源とする電気自動車等に用いられる。電池パック１に含まれる複数の単電池１２１は、例えば、ニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池、有機ラジカル電池等である。

電池パック１は、車両のトランクルーム、あるいはトランクルームより下方に設けられたトランクルーム裏エリア等のパック収容スペースに設置される。パック収容スペースは、例えば、スペアタイヤ、工具等も収納可能な場所でもよい。電池パック１は、底壁１１２や底壁側通路１３５を下側にした姿勢で、パック収容スペースに設置される。

また、電池パック１は、車両の車室内に設けられる前部座席の下方や後部座席等の下方に設置されてもよい。この場合、電池パック１は、底壁１１２や底壁側通路１３５を下側にした姿勢で、前部座席や後部座席等の下方に設置される。また、電池パック１は、車室内の床よりも下方の床下に設置される形態でもよい。この床下設置場所は、車外に連通するようにも構成してもよい。また、後部座席の下方において電池パック１を設置する空間は、トランクルームよりも下方のトランクルーム裏エリアに連通させるようにしてもよい。また当該設置空間は、車外に連通するようにも構成できる。

第１実施形態では、例えば図１において、Ｆｒは車両前方側を示し、Ｒｒは車両後方側を示し、ＲＨは車両右側を示し、ＬＨは車両左側を示している。方向Ｒｒ、方向Ｆｒは、電池積層方向である。電池パック１における方向を示す際に、Ｆｒ−Ｒｒの方向は前後方向や電池積層方向と称することもある。ＲＨ−ＬＨの方向は左右方向と称することもある。重力の作用する方向は上下方向と称することもある。

電池パック１は、外部と隔離した密閉された内部空間を形成する筐体１１０と、筐体１１０の内部に収容されて、通電可能に接続される複数の単電池１２１を電気的に接続して構成される電池集合体１２０と、を備える。筐体１１０の内部には、１個または複数の電池集合体１２０が収容されて電池パック１の組電池を構成している。筐体１１０の内部には、電池集合体１２０の各単電池１２１を冷却する流体が循環する循環通路１３０と、循環通路１３０に循環流を形成するように内部流体を循環させる内部送風機１４０と、が収容されている。電池集合体１２０の一例は、最も表面積の大きい面である主面を互いに対向させた姿勢で複数の単電池１２１を積層して一体に形成した電池積層体である。

電池パック１においては、筐体１１０の内側に第１内部フィン１５０及び第２内部フィン１５１が設けられ、筐体１１０の外側に第１外部フィン１６０及び第２外部フィン１６１が設けられている（図４、図５参照）。さらに、図７に示すように、第１外部フィン１６０、第２外部フィン１６１の外側には、外部送風機１７２を有する外部ダクト１７０が第１外部フィン１６０、第２外部フィン１６１を覆うように設けられている。

図１〜図３に図示するように、筐体１１０は、左右方向に並ぶ２個の電池集合体１２０と、電池集合体１２０よりも車両後方側で左右方向に並ぶ２個の第１送風機１４０Ａ及び第２送風機１４０Ｂと、を収容する。筐体１１０は、内部の空間を包囲する複数の壁からなる箱形を呈し、アルミニウム板または鉄板の成型品で形成されるケースである。筐体１１０は、例えば、上下方向に扁平な直方体となっており、例えば６面である、天壁１１１、底壁１１２、側壁１１３、側壁１１４、側壁１１５、及び側壁１１６を有する。筐体１１０は、内部を区画する区画壁１１７と、底壁１１２における補強用の第１の梁３及び第２の梁４と、を有する。さらに第１の梁３、第２の梁４には、これらの上面に閉塞壁１１８及び閉塞壁１１９が設けられている。

天壁１１１は、筐体１１０の上面を形成する壁であり、前後方向に長辺を有する長方形の壁である。底壁１１２は、筐体１１０の下面を形成する壁であり、天壁１１１と同様の形状を有する。側壁１１３、側壁１１４は、筐体１１０の左右側の面を形成する壁であり、前後方向に長辺を有する細長い長方形の壁である。側壁１１３、側壁１１４は、互いに向かい合う位置関係にある。側壁１１５、側壁１１６は、筐体１１０の前後側の面を形成する壁であり、左右方向に長辺を有する細長い長方形の壁である。側壁１１５、側壁１１６は互いに向かい合う位置関係にある。側壁１１５や側壁１１６は側壁１１３や側壁１１４に対して直交するように設けられる。

筐体１１０は、各壁１１１〜１１６を用いたものに代えて、複数のケース体を接合して組み立てることにより、内部に空間を形成して製作するように構成されてもよい。また、筐体１１０を形成する複数の壁のうち、所定の壁の表面には、放熱面積を大きくするために複数の凸部または凹部を形成するようにしてもよい。また、電池パック１において、側壁１１３、側壁１１４の長辺に沿う方向が前後方向に対応しており、また、側壁１１５、側壁１１６の長辺に沿う方向が左右方向に対応している。

区画壁１１７は、筐体１１０の内部において、側壁１１６寄りに配置されて、側壁１１６と平行となって、側壁１１３と側壁１１４とを繋ぐ壁である。区画壁１１７は、底壁１１２の内面から筐体１１０の上下方向の中間位置まで延びている。区画壁１１７と側壁１１６との間にはユニット収容室１１７ａが形成されている。

ユニット収容室１１７ａには、例えば、管理ユニット１００が収容される。管理ユニット（Battery Management Unit）１００は、例えば、車両に搭載された各種の電子制御装置と通信可能に構成されている。管理ユニット１００は、少なくとも単電池１２１の蓄電量を管理する機器であり、単電池１２１に係る制御を行う制御装置の一例である。また、管理ユニット１００は、単電池１２１に関する電流、電圧、温度等を監視すると共に、単電池１２１の異常状態、漏電等を管理する機器であってもよい。

管理ユニット１００には、電流センサによって検出された電流値に係る信号が入力される。管理ユニット１００には、電池温度センサ５０によって検出された電池温度に係る信号、筐体温度センサ５１によって検出された筐体温度に係る信号、周辺温度センサ５２によって検出された筐体周辺温度に係る信号が入力される。管理ユニット１００は、車両ＥＣＵと同様に入力回路、マイクロコンピュータ、及び出力回路等を備えている。マイクロコンピュータが有する記憶手段には、各種の電池情報、筐体温度、筐体周辺温度がデータとして随時蓄積されている。蓄積される電池情報のデータは、例えば、電池パック１における電池電圧、充電電流、放電電流及び電池温度等である。

電池パック１を制御する制御装置は、電子制御装置（Electronic Control Unit）である。制御装置は、少なくともひとつの演算処理装置と、プログラムとデータとを記憶する記憶媒体としての少なくともひとつのメモリ装置と、を備える。制御装置は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体である。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクなどによって提供されうる。制御装置は、ひとつのコンピュータ、またはデータ通信装置によってリンクされた一組のコンピュータ資源によって提供されうる。プログラムは、制御装置によって実行されることによって、制御装置をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される方法を実行するように制御装置を機能させる。

電池パック１が提供する手段および／または機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置がハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路によって提供することができる。

管理ユニット１００は、第１送風機１４０Ａ、第２送風機１４０Ｂ、外部送風機１７２及びＰＴＣヒータ２の作動を制御する制御装置として機能する。電池温度センサ５０は、複数の単電池１２１において、各単電池１２１または所定の単電池１２１に設けられて、設置位置に対応する電池の温度を検出する。電池温度センサ５０は、管理ユニット１００に対して信号を出力する温度検出線、温度センサ等によって構成することができる。

電池温度センサ５０は、所定の単電池１２１に接触してまたは近接して設けられる電池温度検出装置であり、単電池１２１自体の温度（以下、電池温度とも称する）または電池温度に関連のある所定部位の温度を検出する。電池温度は、例えば、電池集合体１２０の任意箇所の温度を検出するように構成された電池温度センサ５０から管理ユニット１００に入力される温度である。電池温度に関連のある所定部位の温度は、電池温度に近似する温度でもある。電池温度に近似する温度とは、例えば単電池１２１との間で熱移動可能に構成された所定の部位や部材、例えばバスバ、拘束部材、ブラケット等の温度を検出するように構成された電池温度センサ５０から管理ユニット１００に入力される温度である。一例として電池温度センサ５０で構成される電池温度検出装置は、電池温度または電池温度に近似する温度である電池関連温度を検出する。

筐体温度センサ５１は、筐体１１０に接触してまたは近接して設けられる筐体温度検出装置であり、筐体１１０自体の温度（以下、筐体温度とも称する）または筐体温度に関連のある所定部位の温度を検出する。筐体温度は、例えば、筐体の任意箇所の温度を検出するように構成された筐体温度センサ５１から管理ユニット１００に入力される温度である。筐体温度に関連のある所定部位の温度は、筐体温度に近似する温度でもあり、例えば筐体１１０との間で熱移動可能に構成された所定の部位や部材の温度を検出するように構成された筐体温度センサ５１から管理ユニット１００に入力される温度である。一例として筐体温度センサ５１で構成される筐体温度検出装置は、筐体温度または筐体温度に近似する温度である筐体関連温度を検出する。

周辺温度センサ５２は、筐体１１０の周囲の空気温度、またはこの空気温度に関連のある所定部位の温度を検出する周辺温度検出装置である。筐体周囲の空気温度は、例えば、外部ダクト１７０の吸込み部近傍の空気温度を検出するように構成された周辺温度センサ５２から管理ユニット１００に入力される温度である。筐体１１０の周囲の空気温度に関連のある所定部位の温度は、外部ダクト１７０の吸込み部近傍の空気温度に近似する温度でもよいし、外部ダクト１７０の内部に吸い込まれる空気の温度、例えば、車室内の空気温度でもよい。したがって、周辺温度センサ５２は、筐体周囲の空気温度または外部送風機１７２によって外部ダクト１７０内の外部流体通路に導入する空気温度である、筐体周辺温度を検出する。

例えば、周辺温度センサ５２は、電池パック１が収容されているトランクルーム等の前述した空間の温度、車室内温度を検出する。また、周辺温度センサ５２には、例えば、電池パック１に取り入れる吸気の温度を検出する吸気温度センサ、車両用空調装置の制御に用いられる車室内温度を検出する車室温度センサを活用することができる。吸気温度センサは、例えば、外部送風機１７２によって外部ダクト１７０内の外部流体通路に吸い込まれる空気の温度を検出するセンサを用いることができる。

管理ユニット１００は、電池温度センサ５０によって検出される電池関連温度に応じて電池冷却または電池加熱を実施する条件が成立した場合には第１送風機１４０Ａ、第２送風機１４０Ｂ、外部送風機１７２及びＰＴＣヒータ２のうち所定の機器の作動を制御する。さらに管理ユニット１００は、検出される電池関連温度、筐体関連温度、筐体周辺温度に応じて所定の運転条件が成立した場合には、第１送風機１４０Ａ、第２送風機１４０Ｂ及び外部送風機１７２のうち所定の機器の作動を制御する。

第１の梁３及び第２の梁４は、筐体１１０の強度を向上させるための補強部材であり、底壁１１２の内側に左右方向に並んで複数本設けられる。第１実施形態の電池パック１は梁を３本有している。３本の梁は、側壁１１３寄りに位置する第１の梁３、側壁１１３と側壁１１４との中間部に位置する第２の梁４、側壁１１４寄りに位置する第１の梁３である。各梁３，４は、細長い棒状であり、その長手方向が筐体１１０において前後方向を向き、かつ左右方向に等間隔で並ぶようにして、底壁１１２に設置される。

各梁３，４は、筐体１１０に対して別体に形成されたものであり、例えば、断面形状が矩形状や台形状をなす部材である。例えば、各梁３，４は、断面形状がＵ字状やコの字状であり、開口する部分が下方を向くように底壁１１２に固定されている。各梁３，４の上面には、電池集合体１２０が載っている。したがって、各梁３，４は、筐体１１０の底壁１１２側で電池集合体１２０を下方から支えている。また、各梁３，４は、例えば、アルミニウム材、または鉄材等から形成されている。

２本の第１の梁３は、左右方向の両最外部に位置する梁であり、側壁１１３、側壁１１４に沿うように設置される。第１の梁３は、側壁１１３または側壁１１４と底壁１１２に接触して一体に設置され、側壁１１３、側壁１１４、底壁１１２を補強する機能を果たしている。

２本の第１の梁３と１本の第２の梁４は、等間隔に設置されている。隣り合う梁同士の中心線間距離は、単電池１２１の左右方向の寸法と同等となるように設定されている。隣り合う梁間の寸法は、１つの梁の幅寸法よりも大きくなるように設定されている。各梁３，４の幅寸法とは、２本の第１の梁３と１本の第２の梁４が並ぶ方向の各梁の長さ寸法である。各梁３，４の板厚は、底壁１１２の板厚よりも厚くなるように設定される。

各梁３，４の長手方向の長さは、図１に示すように、電池集合体１２０全体における単電池１２１の積層方向長さよりも長くなるように設定される。各梁３，４の長手方向における一端部及び他端部は、それぞれ、電池集合体１２０よりも前後方向の外側に飛び出すように延設される。左右方向の両最外部の各第１の梁３及び中間位置の第２の梁４は、それぞれの長手方向の一端部が側壁１１５に当接するように側壁１１５まで延設される。同様に、各梁３、４の長手方向の他端部は、区画壁１１７を貫通して、側壁１１６に当接するように側壁１１６まで延設される。

閉塞壁１１８は、平板部材であり、各梁３，４において、単電池１２１が配置される領域よりも前後方向の外側にまで、すなわち区画壁１１７に近づく位置まで設けられる。閉塞壁１１８は、区画壁１１７と電池集合体１２０との間において、各梁３，４の上面において側壁１１３から側壁１１４に至るまで延設される。両端の第１の梁３と中間の第２の梁４よりも上方の空間は、閉塞壁１１８によって、区画壁１１７と電池集合体１２０との間における底壁１１２の部分から遮断されている。閉塞壁１１８は、アルミニウム板または鉄板から形成されている。

閉塞壁１１９は、閉塞壁１１８と同様に平板部材であり、各梁３，４において、単電池１２１が配置されている領域よりも前後方向の外側にまで、側壁１１５に達する位置まで設けられる。閉塞壁１１９は、側壁１１５と電池集合体１２０との間において、各梁３，４の上面において側壁１１３から側壁１１４に至るまで延設される。両端の第１の梁３と中間の第２の梁４よりも上方の空間は、閉塞壁１１９によって、側壁１１５と電池集合体１２０との間における底壁１１２の部分から遮断されている。閉塞壁１１９は、アルミニウム板または鉄板から形成されている。閉塞壁１１９には、第１送風機１４０Ａ、第２送風機１４０Ｂの各吸込み口１４３ａに対応する位置に開口孔が設けられる。この２つの開口孔は、底壁側通路１３５と２つの吸込み口１４３ａとをそれぞれ連通させる２個の連通開口部を構成する。

単電池１２１は、外装ケースが前後方向に扁平である直方体を成しており、外装ケースの一端面から外部に突出する正極端子、負極端子といった電極端子１２１ａを備える。電池集合体１２０は、複数の単電池１２１が積層されて、この積層された単電池１２１が拘束されて一体に形成されている。

電池集合体１２０において隣り合う単電池１２１における異極の電極端子間は、バスバ等の導電部材によって電気的に接続される。バスバと電極端子との接続は、例えばネジ締めや溶接等により行われる。したがって、バスバ等によって電気的に接続された複数の単電池１２１の両端に配された総端子部は、外部から電力が供給されたり、他の電気機器へ向けて放電したりするように構成されている。

複数の電池集合体１２０は、第１の梁３及び第２の梁４の上面に載る状態で設置されている。例えば、側壁１１３寄りに設置されている電池集合体１２０は、電池集合体の下端部における側壁１１３側の一端部が第１の梁３によって下方から支持され、当該下端部における他端部が第２の梁４によって下方から支持される。また、側壁１１４寄りに設置されている電池集合体１２０は、電池集合体の下端部における側壁１１４側の一端部が第１の梁３によって下方から支持され、当該下端部における他端部が第２の梁４によって下方から支持される。このように、側壁１１３側の電池集合体１２０及び側壁１１４側の電池集合体１２０のそれぞれは、左右方向の両端部で第１の梁３と第２の梁４によって支持されている。

各第１の梁３は、底壁１１２と側壁１１３側の電池集合体１２０または側壁１１４側の電池集合体１２０とに挟まれた状態で、底壁１１２及び各電池集合体１２０と一体になることで、筐体１１０の強度を高めている。第２の梁４は、底壁１１２と２個の電池集合体１２０とに挟まれた状態で、底壁１１２及び２個の電池集合体１２０と一体になることで、筐体１１０の強度を高めている。

循環通路１３０は、筐体１１０の内部に形成されて各単電池１２１の周りを熱交換する流体が流通する通路であり、側壁側通路１３１、側壁側通路１３２、天壁側通路１３３、電池間通路１３４、底壁側通路１３５、及び送風機１４０を結ぶ一連の流通経路をなす。側壁側通路１３１は、天壁１１１、及び底壁１１２の両方に直交し、側壁１１３に対して平行に延び、電池集合体１２０と側壁１１３との間に形成される通路である。側壁側通路１３２は、天壁１１１、及び底壁１１２の両方に直交し、側壁１１４に対して平行に延び、電池集合体１２０と側壁１１４との間に形成される通路である。天壁側通路１３３は、天壁１１１と電池集合体１２０との間に形成されて、天壁１１１に平行に延びる通路である。

側壁側通路１３１と天壁側通路１３３は、天壁１１１と側壁１１３との境界部の内側で繋がっている。側壁側通路１３２と天壁側通路１３３は、天壁１１１と側壁１１４との境界部の内側で繋がっている。したがって、天壁側通路１３３は、側壁側通路１３１と側壁側通路１３２との両方に繋がる通路であり、側壁側通路１３１を流通してきた流体と側壁側通路１３２を流通してきた流体とが混合可能な通路を構成する。電池間通路１３４は、電池集合体１２０において、隣り合う単電池１２１間に形成される通路であり、天壁側通路１３３と底壁側通路１３５とを連通させる複数の通路である。したがって、天壁側通路１３３を流れる流体は、複数の電池間通路１３４に分流し、各電池間通路１３４から流出した底壁側通路１３５において合流する。また、電池間通路１３４の流入部は、電池間通路１３４の流出部でもある底壁側通路１３５の流入部に対向する位置関係にある。したがって、天壁側通路１３３から電池間通路１３４に流入した流体は、下方に向かって流下して底壁側通路１３５に流入する。

底壁側通路１３５は、少なくとも底壁１１２、電池集合体１２０の下端部１２１１及び各梁３，４によって囲まれた空間として形成される通路である。底壁側通路１３５は、電池間通路１３４よりも下流に設けられて内部送風機１４０の流入部に向けて延びる通路である。さらに、底壁側通路１３５には、底壁１１２、閉塞壁１１８及び梁３，４によって囲まれた空間と、底壁１１２、閉塞壁１１９及び梁３，４によって囲まれた空間とが含まれる。底壁側通路１３５は、各電池集合体１２０の下側で、隣り合う第１の梁３と第２の梁４との間に形成される通路である。第１実施形態の電池パック１は、左右方向に並び前後方向または電池積層方向に通路が延びる２本の底壁側通路１３５を備えている。この２本の底壁側通路１３５は、この２つの通路間において流体の出入りがない互いに独立した通路を構成する。

内部送風機１４０は、筐体１１０の内部に収容されて、循環通路１３０に熱交換用の流体を強制的に循環させる内部流体駆動装置である。第１実施形態では、内部送風機１４０は、第１送風機１４０Ａと第２送風機１４０Ｂとの２つが並ぶように、閉塞壁１１９の上に配置されて構成されている。以下、２つの送風機１４０Ａと送風機１４０Ｂを総称して内部送風機１４０として記載することもある。循環通路１３０に循環させる流体としては、例えば、空気、各種のガス、水、冷媒等を用いることができる。

第１送風機１４０Ａと第２送風機１４０Ｂは、図１及び図３に示すように、筐体１１０の前後方向を向く中心線に対して対称となるように、筐体１１０の内部において、側壁１１５と各電池集合体１２０との間に設置される。第１送風機１４０Ａ、第２送風機１４０Ｂは、それぞれモータ１４１、シロッコファン１４２及びファンケーシング１４３を有する。モータ１４１は、シロッコファン１４２を回転駆動させる電気機器であり、シロッコファン１４２の上側に設けられる。シロッコファン１４２は、回転軸方向に流体を吸入し、遠心方向に流体を吹出す遠心式のファンであり、回転軸が上下方向を向くように設置されている。

ファンケーシング１４３は、シロッコファン１４２を覆うように形成されて、シロッコファン１４２による流体の吸込み、及び吹出し方向を設定する導風部材である。ファンケーシング１４３は、シロッコファン１４２の下側で開口する吸込み口１４３ａ、吹出した流体の流れを導く吹出しダクト１４３ｂ、及び吹出しダクト１４３ｂの先端部で開口する吹出し口１４３ｃを有する。各吹出しダクト１４３ｂは、図３に示すように、シロッコファン１４２の側面から筐体１１０内の中心側に一旦延びてからＵターンするようにして、側壁側通路１３１側、側壁側通路１３２側にそれぞれ向かう通路を形成する。

第１送風機１４０Ａの吸込み口１４３ａは、閉塞壁１１９の連通開口部の位置に対応するように配置される。第２送風機１４０Ｂの吸込み口１４３ａは、閉塞壁１１９の連通開口部の位置に対応するように配置される。第１送風機１４０Ａの吸込み口１４３ａは、閉塞壁１１９の連通開口部を介して、側壁１１４側に位置する底壁側通路１３５に繋がっている。また、第２送風機１４０Ｂの吸込み口１４３ａは、閉塞壁１１９の連通開口部を介して、側壁１１３側に位置する底壁側通路１３５に繋がっている。

第１送風機１４０Ａの吹出し口１４３ｃは、側壁側通路１３１に繋がるように配置される。吹出し口１４３ｃは、側壁側通路１３１における底壁１１２寄りの位置であって、積層される複数の単電池１２１のうち側壁１１５に最も接近する単電池１２１の近傍において側壁１１６側を向くように配置される。第２送風機１４０Ｂの吹出し口１４３ｃは、側壁側通路１３２に繋がるように配置される。吹出し口１４３ｃは、側壁側通路１３２における底壁１１２寄りの位置であって、積層される複数の単電池１２１のうち、側壁１１５の最も接近する単電池１２１の近傍において側壁１１６側を向くように配置される。

ファンケーシング１４３内の上下方向の中間位置には、流体を所定温度となるように加熱する加熱装置が設けられる。この加熱装置には、例えば、自己温度制御機能を有するＰＴＣヒータ２が用いられる。

図４及び図６に示すように、第１内部フィン１５０は、側壁１１３側及び側壁１１４の内面においてそれぞれ突出する熱交換促進用のフィンであり、側壁１１３や側壁１１４を介した筐体放熱に寄与する。したがって、側壁１１３、側壁１１４は、第１送風機１４０Ａ、第２送風機１４０Ｂから流出した流体が接触して筐体１１０の外部に対して熱を放出する放熱部となる。

第２内部フィン１５１は、天壁１１１の内面における側壁１１３側及び側壁１１４側においてそれぞれ突出する熱交換促進用のフィンであり、天壁１１１を介した筐体放熱に寄与する。第１内部フィン１５０、第２内部フィン１５１は、熱伝導性に優れるアルミニウム材または鉄材等から形成されている。

第１内部フィン１５０は、筐体１１０の前後方向を向く中心線に対して対称となるように、側壁１１３と側壁１１４との２カ所に設けられている。第２内部フィン１５１は、筐体１１０の前後方向を向く中心線に対して対称となるように天壁１１１における側壁１１３側と側壁１１４側とにそれぞれ設けられている。各内部フィン１５０、１５１には、例えば、流体に対する流通抵抗を比較的小さく設定することのできるストレートフィンが採用されている。ストレートフィンは、薄肉板状の基板部から垂直に突出する薄肉板状のフィン部が平行となるように多数並び、各フィン部の間に流体用の通路が形成されるフィンである。また、各内部フィン１５０、１５１としては、ストレートフィンに限らず、他のコルゲートフィン、オフセットフィン等とを採用してもよい。

図４に示すように、第１内部フィン１５０の基板部は、角部Ａ、角部Ｂ、角部Ｃを結んだ細長い直角三角形状をなしており、角部Ｂはほぼ直角をなしている。前後方向に延びる長辺ＡＢの長さは、セル積層体１２０Ａの積層方向長さと同等に設定されている。また、上下方向に延びる短辺ＢＣの長さは、側壁１１３、１１４の上下方向の寸法に対して多少小さい寸法となるように設定されている。基板部は、前後方向の位置が、電池集合体１２０の位置に対応するように配置されている。短辺ＢＣが側壁１１６側に位置し、また短辺ＢＣに対向する角部Ａが側壁１１５側に位置し、長辺ＡＢが側壁１１３、１１４の上側の辺に沿うように配置されて、基板部は、側壁１１３、１１４の内側の面にそれぞれ接合されている。よって、基板部の斜辺ＣＡは、側壁１１５側から側壁１１６側に向けて、下方向に傾斜する辺となっている。

第１内部フィン１５０のフィン部は、基板部から複数の単電池１２１側に向けて垂直に突出しており、フィン部の内部により多くの流体が流通するように、突出した先端部は複数の単電池１２１の側面に近接する位置まで延びている。フィン部の板面は、上下方向に対して、下側から上側に向けて、側壁１１６側に傾くように設定されている。フィン部による流体通路の長さは、側壁１１５側から側壁１１６側に向かうほど、長くなっている。

第２内部フィン１５１の基板部は、角部Ｄ、角部Ｅ、角部Ｆを結んだ細長い三角形状をなしている。前後方向に延びる長辺ＤＥの長さは、第１内部フィン１５０の基板部の長辺ＡＢと同等に設定されている。第２内部フィン１５１の基板部は、前後方向の位置が、第１内部フィン１５０の位置に対応するように配置されている。短辺ＥＦが側壁１１５側に位置し、また短辺ＥＦに対向する角部Ｄが側壁１１６側に位置し、長辺ＤＥが天壁１１１における前後方向の辺に沿うように配置されている。第２内部フィン１５１の基板部は、第１内部フィン１５０のフィン部と隣り合うように、天壁１１１の内側の面に接合されている。

第２内部フィン１５１のフィン部は、基板部から複数の単電池１２１側に向けて垂直に突出しており、フィン部の内部により多くの流体が流通するように、突出した先端部は、複数の単電池１２１の上面に近接する位置まで延びている。フィン部の板面は、左右方向に対して、筐体１１０の中心側に向かうほど、側壁１１６側に傾くように設定されている。フィン部における流体通路の長さは、側壁１１５側から側壁１１６側に向かうほど、短くなっている。第２内部フィン１５１のフィン部における流体通路は、第１内部フィン１５０のフィン部による流体通路と連続するように接続されている。

第１外部フィン１６０、第２外部フィン１６１は、図５に示すように、筐体１１０の外側に設けられた熱交換促進用のフィンである。各外部フィン１６０，１６１は、熱伝導性に優れるアルミニウム材、あるいは鉄材等から形成されている。第１外部フィン１６０は、筐体１１０の前後方向を向く中心線に対して対称となるように側壁１１３側と側壁１１４側とにそれぞれ設けられている。第２外部フィン１６１は、筐体１１０の前後方向を向く中心線に対して対称となるように、天壁１１１における側壁１１３側及び側壁１１４側となる２カ所にそれぞれ設けられている。

ここでは、各外部フィン１６０，１６１は、例えば、流体に対する熱伝達性能を比較的大きく設定することのできるコルゲートフィンが採用されている。コルゲートフィンは、全体形状が波状を成して、波状の互いに対向する面には多数のルーバが形成されており、波状の互いに対向する面の間、及びルーバの間に流体用の通路が形成されるフィンとなっている。また、各外部フィン１６０，１６１としては、各内部フィン１５０，１５１のようなストレートフィン、ルーバ無しのコルゲートフィン、あるいはオフセットフィン等とすることもできる。

第１外部フィン１６０は、複数本、例えば２本が一組となって設けられており、側壁１１３、側壁１１４において、第１内部フィン１５０と対応する位置で、波の連続する方向が前後方向を向き、かつ多少、側壁１１６側にオフセットされるように配置されている。第２外部フィン１６１は、複数本、例えば２本が一組となって設けられている。第２外部フィン１６１は、天壁１１１における側壁１１３、側壁１１４側において、第２内部フィン１５１と対応する位置で波の連続する方向が前後方向を向き、かつ第１外部フィン１６０よりも多少、側壁１１５側となるように配置されている。

図７に示すように、外部ダクト１７０は、筐体１１０の外側表面に沿うように設けられた外部流体通路に外部流体を流通させるダクトである。外部流体は、外部ダクト１７０内の外部流体通路を流れる際に筐体１１０と熱交換する。外部流体は、例えば、車室内の空調された空気が使用される。外部ダクト１７０は、断面形状が扁平状に形成されて、筐体１１０の外側表面、例えば側壁１１３、側壁１１４、天壁１１１における側壁１１３側、側壁１１４側、及び側壁１１５に設けられている。外部ダクト１７０は、外部フィン１６０、外部フィン１６１を内包する。

外部ダクト１７０は、側壁１１６側の両端部が、空調空気を吸い込む吸込み部となっている。この吸込み部の直後となる下流側には、吸込んだ空調空気を第１外部フィン１６０の下側、及び第２外部フィン１６１よりも筐体１１０の中央側に分流させる風向装置１７１が設けられている。外部ダクト１７０の内部における側壁１１５側の中央には、外部流体を駆動する外部流体駆動装置としての外部送風機１７２が設けられており、外部送風機１７２の上部、及び下部が空調空気を吹出す吹出し部となっている。外部送風機１７２には、例えば、ターボファンが用いられる。

次に電池パック１の作動について説明する。単電池１２１は、電流が取り出される出力時及び充電される入力時に自己発熱する。単電池１２１は、季節に応じて筐体１１０の外部の温度の影響を受ける。電池管理ユニットは、電池温度センサ５０によって単電池１２１の温度を常時モニタし、単電池１２１の温度に基づいて第１送風機１４０Ａ、第２送風機１４０Ｂ、外部送風機１７２、及びＰＴＣヒータ２の作動を制御する。

電池管理ユニットは、単電池１２１の温度に応じて、第１送風機１４０Ａ、第２送風機１４０Ｂに、最大電圧に対して０％〜１００％に含まれる任意の値のデューティ比に制御した電圧を印加して、シロッコファン１４２の回転数を可変させる。単電池１２１の温度によっては、第１送風機１４０Ａ及び第２送風機１４０ＢとともにＰＴＣヒータ２を作動させる場合、あるいは第１送風機１４０Ａ及び第２送風機１４０Ｂとともに外部送風機１７２を作動させる場合がある。

例えば、第１送風機１４０Ａ及び第２送風機１４０Ｂのみが作動された場合、筐体１１０内における内部流体は、図１及び図２に示すように、循環通路１３０を循環する。このとき流体は、第１送風機１４０Ａ、第２送風機１４０Ｂのそれぞれの吸込み口１４３ａから吸い込まれ、吹出しダクト１４３ｂを介して、吹出し口１４３ｃから吹出される流体は、それぞれ側壁側通路１３１、側壁側通路１３２に流入する。

側壁側通路１３１、側壁側通路１３２のそれぞれに流入した内部流体は、第１内部フィン１５０の傾斜配置されたフィン部に沿って、底壁１１２側から天壁１１１側に向けてスムーズに流れる。側壁側通路１３１、側壁側通路１３２のそれぞれは、その長辺に沿って長く延びる断面扁平な通路となっており、流体が流通する際の入口断面積としては、他の天壁側通路１３３、電池間通路１３４及び底壁側通路１３５よりも小さくなっている。このため、流体の流速がある程度確保することができ、ここでは、動圧が主体的な場となる。ゆえに、側壁側通路１３１、側壁側通路１３２のそれぞれにおいて、流速を伴う流体の熱は、第１内部フィン１５０に効果的に伝達され、さらに側壁１１３、側壁１１４を介して外部に放出される。

次に、内部流体は、第１内部フィン１５０と連続的に接続される第２内部フィン１５１のフィン部にスムーズに流れ、このフィン部に沿って天壁側通路１３３に流入する。天壁１１１側に流入する際の入口断面積は、側壁側通路１３１、側壁側通路１３２のそれぞれに流入する際の入口断面積よりも格段に大きくなっており、流体の流速は小さい。ここでは、静圧が主体的な場となる。ゆえに、側壁側通路１３１、側壁側通路１３２のそれぞれから天壁側通路１３３に流入した流体は、天壁側通路１３３に均等に行き渡りやすい。

図１に示すように、側壁側通路１３１から天壁側通路１３３に流入した流体は、主に側壁１１３側の電池集合体１２０の上方に拡がる。側壁側通路１３２から天壁側通路１３３に流入した流体は、主に側壁１１４側の電池集合体１２０の上方に拡がる。天壁側通路１３３に流入した内部流体の熱は、第２内部フィン１５１から天壁１１１へ伝達され、あるいは天壁１１１に直接的に伝達され、外部に放出される。

次に天壁側通路１３３に流入した内部流体は、各電池間通路１３４を通り、底壁側通路１３５に至る。ここで、側壁側通路１３１、側壁側通路１３２及び天壁側通路１３３は、第１送風機１４０Ａ及び第２送風機１４０Ｂそれぞれの吹出しによって、陽圧空間となる。底壁側通路１３５は、第１送風機１４０Ａ及び第２送風機１４０Ｂそれぞれの吸込みによって陰圧空間となり、両者の圧力差によって、天壁側通路１３３側から底壁側通路１３５側への流体の移動が継続的に行われることになる。内部流体が電池間通路１３４を通る際には、各単電池１２１の熱が内部流体に伝達される。

各底壁側通路１３５に流入した内部流体は、梁と梁との間を底壁１１２に沿って流下して、第１送風機１４０Ａの吸込み口１４３ａ、第２送風機１４０Ｂの吸込み口１４３ａに至る。底壁側通路１３５を流下する流体の熱は、底壁１１２に伝達されて外部に放出される。このように、筐体１１０内の循環通路１３０を内部流体が循環することで、側壁１１３、側壁１１４、天壁１１１及び底壁１１２から流体の熱、すなわち単電池１２１の熱が外部に放出される。このとき、側壁１１３、側壁１１４、天壁１１１では、第１内部フィン１５０、第２内部フィン１５１によって熱交換が促進される。

例えば単電池１２１が低温となる場合は、前述したように第１送風機１４０Ａ及び第２送風機１４０Ｂの作動に加えて，ＰＴＣヒータ２が作動される。このとき、吹出しダクト１４３ｂ内を流通する内部流体は、ＰＴＣヒータ２によって加熱される。この加熱された内部流体が筐体１１０内の循環通路１３０を循環することで、逆に各単電池１２１は、加熱された内部流体によって適正作動可能な温度に昇温され、低温時における電池性能低下を是正することができる。

さらに、例えば単電池１２１が高温となる場合は、第１送風機１４０Ａ及び第２送風機１４０Ｂの作動に加えて、外部送風機１７２を作動する。この場合は、外部流体、例えば車室内の空調空気が外部ダクト１７０の吸込み部から外部ダクト１７０内に吸い込まれる。

外部ダクト１７０内に吸い込まれた空調空気は、図７に示すように、風向装置１７１によって、分流され、第１外部フィン１６０の下側と第２外部フィン１６１の筐体１１０の中央側とに向けて分流されて、外部流体通路を流れる。それぞれの流れは、各外部フィン１６０，１６１を横切るように通過、合流して、外部送風機１７２の上下部に設けられた吹出し部から吹き出される。

このとき筐体１１０内の内部流体の熱は、第１内部フィン１５０、第２内部フィン１５１、側壁１１３、側壁１１４、天壁１１１、第１外部フィン１６０、第２外部フィン１６１を介して空調空気に伝達されて、外部に放出される。よって、筐体１１０内の内部流体の熱は、各内部フィン１５０，１５１に加えて、各外部フィン１６０，１６１によって、熱交換がさらに促進される。これにより、各単電池１２１を短時間で適切な温度に強制冷却することができる。

電池パック１では、筐体１１０内に、電池集合体１２０、循環通路１３０、第１送風機１４０Ａ及び第２送風機１４０Ｂを設けている。さらにＰＴＣヒータ２、第１内部フィン１５０及び第２内部フィン１５１を設けることで、第１送風機１４０Ａ及び第２送風機１４０Ｂの作動音を車室内に漏らすことなく、各単電池１２１の温調、加熱を適切に行うことが可能となる。さらには、第１外部フィン１６０、第２外部フィン１６１、外部ダクト１７０及び外部送風機１７２を設けることにより、高温時における強制冷却も実施可能である。

次に、電池パック１が実施する、電池関連温度、筐体関連温度、筐体周辺温度を用いた電池冷却制御について図９のフローチャートを参照して説明する。図９のフローチャートは、制御装置として機能する管理ユニット１００によって随時実行される。以降のフローチャートの説明では、管理ユニット１００を制御装置と表現する。図９に示すフローチャートでは、電池関連温度、筐体関連温度、筐体周辺温度の一例として、それぞれ電池温度、筐体温度、車両の室内温度を採用して説明する。

図９に示すように、ステップ１０で制御装置は、筐体温度センサ５１と電池温度センサ５０によって検出する筐体温度と電池温度を比較し、筐体温度が電池温度よりも高いか否かを判定する。ステップ１０で筐体温度が電池温度よりも高くないと判定すると、次にステップ２０で筐体温度が室内温度よりも高いか否かを判定する。ステップ２０で筐体温度が室内温度よりも高くないと判定すると、筐体温度は電池温度と室内温度のそれぞれよりも低いことになる。

この状況では、電池パック１の電池からの放熱は筐体１１０に熱移動しやすく、室内空気が外部ダクト１７０内に導入されると室内空気の熱は筐体１１０に熱移動しやすい。したがって、ステップ２４で制御装置は、内部送風機１４０を運転し外部送風機１７２を停止するように制御し、ステップ１０に戻る。ステップ２４の処理によれば、内部送風機１４０を運転することにより、内部流体が循環通路１３０を循環するので電池集合体１２０を冷却することができる。さらに外部送風機１７２を運転しないことにより、筐体１１０よりも高温である車室内空気が外部流体通路に導入されないため、車室内空気によって筐体１１０を温めない。すなわち、筐体１１０の外部から筐体１１０の内部への熱移動を抑制することができるので、内部流体による電池冷却効率を妨げない電池冷却制御を実施できる。

ステップ２０で筐体温度が室内温度よりも高いと判定すると、筐体温度は電池温度よりも低く室内温度よりも高いことになる。この状況では、電池パック１の電池からの放熱は筐体１１０に熱移動しやすく、室内空気が外部ダクト１７０内に導入されると室内空気に熱移動しやすい。したがって、ステップ２２で制御装置は、内部送風機１４０と外部送風機１７２との両方を運転するように制御し、ステップ１０に戻る。ステップ２２の処理によれば、内部送風機１４０を運転することにより、内部流体が循環通路１３０を循環するので電池集合体１２０を冷却することができる。さらに外部送風機１７２を運転することにより、筐体１１０よりも低温である車室内空気が外部流体通路に導入されることで筐体１１０から車室内空気への放熱を効率的に実施できる。すなわち、筐体１１０の内部から筐体１１０の外部への熱移動を積極的に行えるので、内部流体による電池冷却効率をさらに高める電池冷却制御を実施できる。

ステップ１０で筐体温度が電池温度よりも高いと判定すると、次にステップ３０で筐体温度が室内温度よりも高いか否かを判定する。ステップ３０で筐体温度が室内温度よりも高いと判定すると、筐体温度は電池温度と室内温度のそれぞれよりも高いことになる。この状況では、電池パック１の電池からの放熱は筐体１１０に熱移動しにくく、筐体１１０の熱が筐体１１０の内部に移動しやすい。さらに、室内空気が外部ダクト１７０内に導入されると筐体１１０の熱は室内空気に熱移動しやすい。

したがって、ステップ３２で制御装置は、内部送風機１４０を停止し外部送風機１７２を運転するように制御し、ステップ１０に戻る。ステップ３２の処理によれば、内部送風機１４０を停止することにより、内部流体が循環通路１３０を循環しないので筐体１１０の熱が電池集合体１２０に熱移動することを抑制できる。さらに外部送風機１７２を運転することにより、筐体１１０よりも低温である車室内空気が外部流体通路に導入されることで筐体１１０から車室内空気への放熱を効率的に実施できる。すなわち、筐体１１０から電池集合体１２０への熱移動を抑制しつつ、筐体１１０及び筐体１１０の内部から筐体１１０の外部への熱移動を積極的に行えるので、筐体を介した放熱を促進し、筐体１１０内の内部流体を冷却する電池冷却制御を実施できる。

ステップ３０で筐体温度が室内温度よりも高くないと判定すると、筐体温度は電池温度よりも高く、室内温度よりも低いことになる。この状況では、電池パック１の電池からの放熱は筐体１１０に熱移動しにくく筐体１１０の熱が筐体１１０の内部に移動しやすい。さらに、室内空気が外部ダクト１７０内に導入されると室内空気の熱は筐体１１０に熱移動しやすくなる。

したがって、ステップ３４で制御装置は、内部送風機１４０と外部送風機１７２との両方を停止するように制御し、ステップ１０に戻る。ステップ３４の処理によれば、内部送風機１４０を停止することにより、内部流体が循環通路１３０を循環しないので、温度の高い筐体１１０の熱が電池集合体１２０に熱移動することを抑制できる。さらに外部送風機１７２も停止することにより、筐体１１０よりも高温である車室内空気が外部流体通路に導入されることを防止でき、車室内空気によって筐体１１０を温めることを防止できる。すなわち、筐体１１０の外部から筐体１１０の内部への熱移動と、筐体１１０から電池集合体１２０への熱移動との両方を抑制できるので、冷却を要する状態である電池を温めてしまうことを回避できる。

以上のように図９を参照して説明した電池冷却制御は、ステップ２４、ステップ３２、ステップ３４を以下のような処理に置き換えるものとしてもよい。以下のように置き換える処理によっても、熱移動を抑制できるという効果を得ることができる。ステップ２４での外部送風機１７２を停止する処理は、外部送風機１７２を停止するのではなく外部流体を駆動する駆動出力を小さくする処理に置き換えることができる。このときの外部送風機１７２は、筐体温度が室内温度よりも高い場合のステップ２２における外部送風機１７２の駆動出力よりも低減するように制御される。

また、ステップ３２での内部送風機１４０を停止する処理は、内部送風機１４０を停止するのではなく内部流体を駆動する駆動出力を小さくする処理に置き換えることができる。このときの内部送風機１４０は、ステップ２２における内部送風機１４０の駆動出力よりも低減するように制御される。ステップ３４での内部送風機１４０を停止する処理は、ステップ３２と同様に、ステップ２２における内部送風機１４０の駆動出力よりも低減するように制御してもよい。ステップ３４での外部送風機１７２を停止する処理は、ステップ２４と同様に、ステップ２２における外部送風機１７２の駆動出力よりも低減するように制御してもよい。

次に、第１実施形態の電池パック１がもたらす効果について説明する。電池パック１は、電池集合体１２０と、電池集合体１２０を冷却する内部流体を駆動する内部送風機１４０と、電池集合体１２０を収容する筐体１１０と、筐体１１０の外部に設けられて筐体１１０に沿って外部流体が流れる外部ダクト１７０と、を備える。電池パック１は、さらに、筐体１１０と熱交換する外部流体を外部ダクト１７０内の外部流体通路に流通させる外部送風機１７２と、電池関連温度を検出する電池温度センサ５０と、筐体関連温度を検出する筐体温度センサ５１と、制御装置と、を備える。制御装置は、内部送風機１４０及び外部送風機１７２のそれぞれの運転状態を制御する。制御装置は、筐体関連温度が電池関連温度よりも高い場合に内部送風機１４０を停止する、または、電池関連温度が筐体関連温度よりも高い場合の内部送風機１４０の駆動出力よりも低減するように制御する（ステップ３２、ステップ３４）。

この電池パック１によれば、内部送風機１４０を停止またはその駆動出力を抑制することにより、内部流体の流動を抑制することができる。これにより、内部流体と電池との熱交換量を抑制できるので、内部流体を介した筐体１１０から電池への熱移動量を抑える効果を奏する。したがって、日射等の環境要因により筐体１１０の温度が電池温度よりも高くなった場合でも筐体１１０の熱で電池が加熱されてしまうことを回避できるので、周囲環境による熱の影響を抑えた電池温度制御を実現できる。

また、電池パック１は、筐体周囲の空気温度または外部送風機１７２によって外部流体通路に導入する空気温度である、筐体周辺温度を検出する周辺温度センサ５２を備える。制御装置は、筐体周辺温度が筐体関連温度よりも高い場合に外部送風機１７２を、停止するまたは筐体関連温度が筐体周辺温度よりも高い場合の外部送風機１７２の駆動出力よりも低減するように制御する（ステップ２４、ステップ３４）。

この電池パック１によれば、外部送風機１７２を停止またはその駆動出力を抑制することにより、筐体１１０に沿う外部流体の流動を抑制することができる。これにより、外部流体と筐体１１０との熱交換量を抑制できるので、外部流体から筐体１１０への熱移動量を抑える効果を奏する。したがって、日射等の環境要因により筐体周辺の空気温度が筐体温度よりも高くなった場合でも筐体１１０が加熱されてしまうことを回避して筐体内部への熱の移動を抑制できるので、周囲環境による熱の影響を抑えた電池温度制御を実現できる。

また、制御装置は、筐体関連温度が電池関連温度と筐体周辺温度の両方よりも高い場合に内部送風機１４０を停止しかつ外部送風機１７２を運転する（ステップ３２）。その後、電池関連温度が筐体関連温度よりも高くなると、制御装置は内部送風機１４０を運転するように制御する（ステップ２２、ステップ２４）。

この制御によれば、筐体関連温度が電池関連温度と筐体周辺温度の両方よりも高い場合に、内部流体の流動を抑制して内部流体と筐体１１０との熱交換量を抑制し、外部流体を流動させて外部流体と筐体１１０との熱交換量を獲得する。これにより、内部流体を介した筐体１１０から電池への熱移動量を抑え、かつ外部流体を介した筐体１１０から外部への熱移動量を確保できる。したがって、日射等の環境要因により筐体温度が電池温度及び筐体周辺の空気温度よりも高くなった場合でも、筐体１１０の熱によって電池が加熱されてしまうことを回避するとともに筐体１１０を効果的に冷却することができる。この状態から電池関連温度が筐体関連温度よりも高くなると、内部流体を流動させて内部流体と筐体１１０との熱交換量を獲得するため、内部流体を介して電池から筐体１１０への熱移動量を確保することができる。これにより、筐体１１０の内部の熱を筐体１１０を介して外部に放熱することができる。筐体１１０を介して外部に放出された熱は、外部流体によって効率的に熱輸送できるので、電池冷却を迅速に行うことができる。

また、制御装置は、筐体関連温度が電池関連温度よりも高く、筐体周辺温度が筐体関連温度よりも高い場合に外部送風機１７２と内部送風機１４０との両方を停止するように制御する（ステップ３４）。

この制御によれば、内部流体の流動と外部流体の流動とを停止することにより、内部流体と電池との熱交換量を抑制し、かつ外部流体と筐体１１０との熱交換量を抑制する。これにより、内部流体を介した筐体１１０から電池への熱移動量を抑え、筐体１１０を介して外部流体から筐体内部への熱移動量を抑えることができる。したがって、日射等の環境要因により筐体１１０の温度が電池温度よりも高く、さらに筐体周辺温度が筐体温度よりも高くなった場合でも筐体１１０の内部への熱の流入を抑えて、電池が加熱されてしまうことを回避できる。

（他の実施形態）
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

前述の実施形態では、電池パックに含まれる電池集合体は、２個であるが、この個数に限定されない。すなわち、電池パックに含まれる電池集合体は、筐体の内部において、１個だけ収容される場合、一方向に複数個並んで設置される場合、当該一方向と交差する他の方向にも複数個並んで設置される場合も含むものである。

前述の実施形態では、筐体１１０は６面体、直方体を形成するが、筐体１１０はこの形状に限定されない。例えば、筐体１１０は、６面を超える多面体であってもよいし、少なくとも一つの面が曲面を含む面であってもよい。また、筐体１１０は、天壁が湾曲面を含むドーム状に形成されてもよいし、筐体の縦断面形状が台形状を呈するものでもよい。また、筐体１１０において天壁は、底壁に対して対向する位置関係にある壁であり、その形状は平面、曲面のいずれの形状を含むものでもよい。また、筐体１１０において側壁は、底壁に対して交差する方向に底壁から延びる壁であってもよいし、天壁に対して交差する方向に天壁から延びる壁であってもよい。筐体１１０における天壁と側壁との境界部は角部を形成してもよいし、曲面を形成してもよい。筐体１１０における底壁と側壁との境界部は角部を形成してもよいし、曲面を形成してもよい。

前述の実施形態において、底壁と電池集合体との間に３本の梁を設けるものとしたが、電池集合体の個数によっては梁を２本や４本以上設けるようにしてもよい。

前述の実施形態において、電池集合体を支える各梁の側壁１１６側の端部は、電池集合体１２０の端部と同等の位置に設定してもよい。

前述の実施形態において、電池集合体１２０を支える各梁は、底壁とは別部材を底壁や側壁に固定して一体に形成してもよい。また、底壁を筐体内に突出する凸部を形成することで各梁を形成するようにしてもよい。

また、前述の実施形態において、複数個の流体駆動装置を用いて、循環通路１３０に流体を循環せるようにしているが、１個の流体駆動装置によって循環通路１３０に流体を循環させるようにしてもよい。

また、電池パックが備える送風機のファンには、シロッコファンの他、軸流式ファン、ターボファン等を用いることができる。

前述の実施形態において、ＰＴＣヒータ２は、ファンケーシング１４３の内部に限らず、筐体１１０の内部で、ファンケーシング１４３の外部に設けるようにしてもよい。

前述の実施形態における内部フィン及び外部フィンは、筐体１１０の壁に対して別体の部品であるフィンを固定したものでもよいし、筐体１１０の壁の一部をフィン形状に形成してフィンとするものでもよい。

５０…電池温度センサ（電池温度検出装置）、
５１…筐体温度センサ（筐体温度検出装置）
５２…周辺温度センサ（周辺温度検出装置）
１００…管理ユニット（制御装置）
１１０…筐体、 １２０…電池集合体、 １２１…単電池（電池）
１４０…内部送風機（内部流体駆動装置）
１７０…外部ダクト（外部流体通路）
１７２…外部送風機（外部流体駆動装置）

Claims (4)

1. 複数の電池（１２１）を備えて構成される電池集合体（１２０）と、
   前記電池集合体を収容する筐体（１１０）と、
   前記電池集合体を冷却する内部流体を駆動して前記筐体の内部に循環流を形成する内部流体駆動装置（１４０）と、
   前記筐体の外部に設けられて前記筐体に沿って外部流体が流れる外部流体通路（１７０）と、
   前記筐体と熱交換する外部流体を前記外部流体通路に流通させる外部流体駆動装置（１７２）と、
   前記電池の温度または前記電池の温度に近似する温度である電池関連温度を検出する電池温度検出装置（５０）と、
   前記筐体の温度または前記筐体の温度に近似する温度である筐体関連温度を検出する筐体温度検出装置（５１）と、
   前記内部流体駆動装置及び前記外部流体駆動装置のそれぞれの運転状態を制御する制御装置（１００）と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記筐体関連温度が前記電池関連温度よりも高い場合に前記内部流体駆動装置を、停止するまたは前記電池関連温度が前記筐体関連温度よりも高い場合の前記内部流体駆動装置の駆動出力よりも低減するように制御する電池パック。
2. 複数の電池（１２１）を備えて構成される電池集合体（１２０）と、
   前記電池集合体を収容する筐体（１１０）と、
   前記電池集合体を冷却する内部流体を駆動して前記筐体の内部に循環流を形成する内部流体駆動装置（１４０）と、
   前記筐体の外部に設けられて前記筐体に沿って外部流体が流れる外部流体通路（１７０）と、
   前記筐体と熱交換する外部流体を前記外部流体通路に流通させる外部流体駆動装置（１７２）と、
   前記電池の温度または前記電池の温度に近似する温度である、電池関連温度を検出する電池温度検出装置（５０）と、
   前記筐体の温度または前記筐体の温度に近似する温度である、筐体関連温度を検出する筐体温度検出装置（５１）と、
   前記筐体の周囲の空気温度または前記外部流体駆動装置によって前記外部流体通路に導入する空気温度である、筐体周辺温度を検出する周辺温度検出装置（５２）と、
   前記内部流体駆動装置及び前記外部流体駆動装置のそれぞれの運転状態を制御する制御装置（１００）と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記筐体周辺温度が前記筐体関連温度よりも高い場合に前記外部流体駆動装置を、停止するまたは前記筐体関連温度が前記筐体周辺温度よりも高い場合の前記外部流体駆動装置の駆動出力よりも低減するように制御する電池パック。
3. 前記制御装置は、前記筐体関連温度が前記電池関連温度と前記筐体周辺温度の両方よりも高い場合に前記内部流体駆動装置を停止しかつ前記外部流体駆動装置を運転した後、前記電池関連温度が前記筐体関連温度よりも高くなると前記内部流体駆動装置を運転するように制御する請求項２に記載の電池パック。
4. 前記制御装置は、前記筐体関連温度が前記電池関連温度よりも高く、前記筐体周辺温度が前記筐体関連温度よりも高い場合に前記外部流体駆動装置と前記内部流体駆動装置との両方を停止するように制御する請求項２または請求項３に記載の電池パック。

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